HDI三聚体改性高固含磺酸盐水性聚氨酯：制备与性能

本文是2013年发表在《高校化学工程学报》上的一篇工程技术论文，由孙雪娇等人撰写，主要研究了利用HDI三聚体改性磺酸盐型高固含量水性聚氨酯的制备方法及其性能。研究者通过调整HDI三聚体的加料方式和用量，探索了这些因素对水性聚氨酯乳胶粒子大小、分布、Zeta电位、乳液黏度、耐水性、结晶性和力学性能的影响。 在实验中，研究人员选取异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇（PBA）作为主要原料，乙二胺基乙磺酸钠（AAS）作为亲水性扩链剂，而HDI三聚体（HT）则作为改性剂，成功制备出固含量达到50%的磺酸盐型水性聚氨酯乳液。为了深入理解改性效果，他们运用了多种分析测试技术，如马尔文激光粒度分析仪来测量乳胶粒子大小，Brookfield黏度计检测乳液黏度，万能拉力机测定胶膜的力学性能，傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析化学结构，1H-NMR了解分子结构，X-射线衍射分析(XRD)揭示结晶性，差示扫描量热分析(DSC)考察热稳定性，以及透射电镜(TEM)观察乳胶粒子形态。 实验结果显示，随着HDI三聚体用量的增加，水性聚氨酯乳液的黏度下降，乳胶粒径增大且分布变宽，胶膜的拉伸强度和断裂伸长率呈现先增后减的趋势。HDI三聚体的加入干扰了聚氨酯软段的有序排列，降低了胶膜的结晶度。具体来说，当HDI三聚体与IPDI的质量比为1:3时，得到的乳液粒子平均直径为199.3纳米，Zeta电位为-42.7毫伏，胶膜吸水率为3.8%，相对结晶度为50.62%，显示出良好的综合性能。 关键词涉及HDI三聚体、水性聚氨酯、高固含量以及结晶性，表明本研究的重点在于探讨HDI三聚体如何影响高固含量水性聚氨酯的物理和化学特性，以优化其性能，使其适用于各种工业应用。这一研究对于理解和改进水性聚氨酯的性能，尤其是在环保和可持续性方面，具有重要的理论与实践意义。